Öyünərəkən yüksək ərimə və qaynama nöqtələribütün məlum elementlərdən,volframdaxil olmaqla, həddindən artıq temperaturları əhatə edən tətbiqlər üçün məşhur seçimə çevrilmişdirampul filamentləri, qövs qaynağı, radiasiyadan qorunmavə daha yaxınlarda, kimiplazma üzlük materialITER Tokamak kimi füzyon reaktorlarında.

Bununla belə,volframın xas kövrəkliyivə əlavə istehsal zamanı baş verən mikrokrekinqlər (3-D çap) ilənadir metal, onun geniş yayılmasına mane oldu.

Bu mikro çatların necə və niyə əmələ gəldiyini xarakterizə etmək üçün Lourens Livermor Milli Laboratoriyasının (LLNL) alimləri termomexaniki simulyasiyaları lazer toz-yataq füzyonu (LPBF) metal 3-D çap prosesi zamanı çəkilmiş yüksək sürətli videolarla birləşdirdilər. Əvvəlki tədqiqatlar tikildikdən sonra çatların tədqiqi ilə məhdudlaşsa da, elm adamları ilk dəfə olaraq volframda çevikdən kövrəkliyə keçidi (DBT) real vaxt rejimində vizuallaşdıra bildilər ki, bu da onlara mikro çatların metal kimi necə başladığını və yayılmasını müşahidə etməyə imkan verdi. qızdırılır və soyudulur. Komanda mikrokrekinq fenomenini qalıq stress, deformasiya dərəcəsi və temperatur kimi dəyişənlərlə əlaqələndirə bildi və DBT-nin krekinqə səbəb olduğunu təsdiqlədi.

Tədqiqatçılar bildiriblər ki, bu yaxınlarda Acta Materialia jurnalında dərc edilmiş və nüfuzlu MRS Bulletin-in sentyabr sayında yer alan araşdırma, krekinqlərin arxasında duran əsas mexanizmləri açır.3D çaplı volframvə metaldan çatlamayan hissələrin istehsalı üçün gələcək səylər üçün əsas yaradır.

“Unikal xüsusiyyətlərinə görə,volframEnerji Departamenti və Müdafiə Departamenti üçün missiyaya xas tətbiqlərdə əhəmiyyətli rol oynadı "dedi əsas müstəntiq Manyalibo "Ibo" Matthews. “Bu iş yeni aşqarların istehsalı üçün emalı ərazisinə doğru yol açmağa kömək edirvolframbu missiyalara əhəmiyyətli təsir göstərə bilər”.

Tədqiqatçılar LLNL-nin Diablo sonlu element kodundan istifadə etməklə apardıqları eksperimental müşahidələr və hesablama modelləşdirmələri nəticəsində aşkar etdilər ki, volframdakı mikrokrekinq 450 ilə 650 dərəcə Kelvin arasında kiçik bir pəncərədə baş verir və proses parametrlərindən birbaşa təsirlənən deformasiya sürətindən asılıdır. Onlar həmçinin çatdan təsirlənmiş ərazinin ölçüsünü və çat şəbəkəsinin morfologiyasını yerli qalıq gərginliklərlə əlaqələndirə bildilər.

Məqalənin aparıcı müəllifi və əsas müstəntiqi Lawrence Fellow Bey Vrancken eksperimentləri tərtib edib həyata keçirib, həmçinin məlumatların təhlilinin çoxunu həyata keçirib.

"Mən volfram üçün krekinqdə gecikmə olacağını fərz edirdim, lakin nəticələr gözləntilərimi çox keçdi" dedi Vranken. “Termomexaniki model bizim bütün eksperimental müşahidələrimiz üçün izahat verdi və hər ikisi DBT-nin gərginlik dərəcəsindən asılılığını tutmaq üçün kifayət qədər təfərrüatlı idi. Bu üsulla volframın LPBF zamanı çatlamaları aradan qaldırmaq üçün ən effektiv strategiyaları müəyyən etmək üçün əla alətimiz var”.

Tədqiqatçılar bildiriblər ki, bu iş proses parametrlərinin və ərimə həndəsəsinin çatların əmələ gəlməsinə təsirinin ətraflı, fundamental anlayışını təmin edir və materialın tərkibinin və əvvəlcədən qızdırmanın volfram ilə çap olunmuş hissələrin struktur bütövlüyünə təsirini göstərir. Komanda müəyyən ərinti elementlərinin əlavə edilməsinin DBT keçidini azaltmağa və metalı gücləndirməyə kömək edə biləcəyini, əvvəlcədən qızdırmanın isə mikrokrekinqləri azaltmağa kömək edə biləcəyi qənaətinə gəldi.

Komanda, proseslər və ərinti modifikasiyası kimi mövcud çatların azaldılması üsullarını qiymətləndirmək üçün nəticələrdən istifadə edir. Tədqiqatçıların dediyinə görə, tapıntılar, tədqiqat üçün hazırlanmış diaqnostika ilə yanaşı, Laboratoriyanın son məqsədi, ekstremal mühitlərə tab gətirə bilən çatlaqsız volfram hissələrinin 3-D çapı üçün çox əhəmiyyətli olacaq.